Het is werkelijk fascinerend om te beseffen hoeveel genetische overeenkomsten er bestaan tussen planten en mensen.
Hoewel dit op het eerste gezicht tegen-intuïtief kan lijken, hebben recente wetenschappelijke doorbraken verrassend veel overeenkomsten tussen onze genomen en die van planten blootgelegd.
Maar verder dan deze moleculaire verbanden, bezitten planten in feite veel meer complexe zintuiglijke vermogens dan wij en die onze traditionele opvattingen over het plantenleven ter discussie stellen.
Best Schokkende Genetische Overeenkomsten Tussen Planten en Mensen
De ontdekkingen dat onze genomen verrassend veel genen delen met verschillende plantengenomen, zijn ongetwijfeld schokkend. Deze onverwachte genetische verwantschap doet vragen rijzen over de diepgewortelde verbindingen in de evolutionaire ontwikkeling van het leven op aarde. Hoewel de implicaties nog grondig moeten worden onderzocht, suggereren deze bevindingen dat planten en mensen veel meer gemeen hebben dan aanvankelijk werd aangenomen.
Bredere Zin van weten
Wanneer we de brede zin van “weten” gebruiken, is het duidelijk dat planten verrassend veel weten. Als we ervan uitgaan dat wij dingen “weten” via onze zintuigen, dan blijkt dat planten over alle zintuigen beschikken die wij mensen ook hebben. Planten “weten” waar de zon staat omdat ze die kunnen “zien”, ze voelen wanneer ze worden aangeraakt of door de wind bewogen, ze ruiken wanneer naburige planten ziek zijn, en ze kunnen hun evenwicht en richting aanvoelen.
Lichtwaarneming
Een van de meest fascinerende zintuigen van planten is hun vermogen om licht waar te nemen. Niet alleen reageren planten op licht, ze kunnen zelfs verschillende golflengten onderscheiden. Planten buigen zich bijvoorbeeld naar blauw licht in plaats van rood licht.
Dit komt doordat ze een breed scala aan fotoreceptoren hebben die op verschillende golflengten reageren, zoals rood, blauw, ultraviolet en ver-rood licht. Terwijl mensen slechts vier soorten fotoreceptoren in onze ogen hebben, hebben planten er tot wel 12 of 13. Dit stelt ze in staat heel nauwkeurig de seizoenen, dag- en nachtcycli en andere cruciale omgevingsfactoren waar te nemen.
Tastzin
Planten zijn ook uitgerust met een tastzin, wat duidelijk zichtbaar is bij de bekende vleesetende venus-vliegenvanger. Als een insect de gevoelige haartjes in het midden van de plant aanraakt, sluit deze zich binnen enkele seconden.
Wat verbluffender is, is dat de plant wacht met sluiten totdat twee haartjes binnen 25 seconden worden aangeraakt – een vorm van kortetermijngeheugen. Dit elektrische “geheugen” lijkt sterk op hoe onze eigen hersenen informatie tijdelijk vasthouden.
Reukzin
Een minder bekende maar belangrijke zintuiglijke vaardigheid van planten is hun reukzin. Zoals Ian Baldwins pioniersexperimenten in de jaren 80 aantoonden, kunnen bomen chemische signalen in de lucht opvangen van naburige bomen die door insecten worden aangevreten. De ongedeerde bomen reageren vervolgens door afweerchemicaliën te produceren, een soort plantaardige “waarschuwing” tegen de dreiging. Deze reukzin maakt chemische communicatie tussen planten mogelijk.
Richting- en Evenwichtsgevoel
Net als mensen en dieren hebben planten ook een ingebouwde richting- en evenwichtszin. Deze zintuigen stellen planten in staat hun positie en oriëntatie waar te nemen, wat cruciaal is voor bijvoorbeeld het richten van hun groei richting het zonlicht. De complexe manier waarop planten voortdurend omgevingssignalen integreren om zich aan hun omgeving aan te passen, is werkelijk adembenemend.
Plantcommunicatie Zonder Zenuwstelsel
Misschien wel het meest verbazingwekkende aspect van planten is hun vermogen al deze zintuiglijke informatie van de zon, naburige planten, aanrakingen en meer te integreren zonder een centraal zenuwstelsel zoals dieren hebben. Een plant “weet” zijn plaats in de wereld, het weer, zijn fysiologische toestand en die van zijn buren, en verwerkt al deze signalen om zichzelf perfect aan zijn omgeving aan te passen.
Vergelijking met Menselijk Zenuwstelsel
Voor ons dient een zenuwstelsel als manier om signalen te integreren, maar het is duidelijk dat dit niet de enige manier is in de biologie. Misschien is integratie en communicatie tussen cellen wel een fundamentele vereiste voor al het leven. In die zin is het niet zo verrassend dat ook planten deze vaardigheid bezitten, zij het op een geheel andere manier dan wij.
Plantenreacties op Naburige Planten met het Experiment van Ian Baldwin
In de vroege jaren 80 publiceerde de studente Ian Baldwin (nu een vooraanstaand bioloog) een experiment dat de chemische communicatie tussen bomen aantoonde. Als een wilg werd aangevreten door kevers, begonnen de naburige wilgen afweerstoffen te produceren tegen de kevers. Baldwin ontdekte dat een beschadigde boom vluchtige chemicaliën in de lucht verspreidt die door naburige bomen worden “geroken”, waarna ze zich gaan verdedigen.
Chemische Communicatie Tussen Bomen
Hoewel het in eerste instantie werd geïnterpreteerd als “altruïstisch gedrag”, is een meer plausibele verklaring dat de boom waarschuwingssignalen afgeeft om de rest van zijn eigen organisme te beschermen. De naburige bomen happen als het ware mee op deze signalen zonder dat dit de intentie was. Desalniettemin vormt dit een duidelijk voorbeeld van geavanceerde plantcommunicatie.
Historische Experimenten op Lichtreactie
Al in Darwins tijd voerden wetenschappers experimenten uit waarbij ze zagen dat planten zich bewogen richting het licht, een fenomeen bekend als fototrofisme. Zelfs zeer zwakke lichtbronnen bleken voldoende om deze reactie op te wekken.
Onderscheiding van Lichtgolflengten
Niet alleen reageren planten op licht, ze kunnen ook verschillende golflengten zoals rood, blauw en ver-rood van elkaar onderscheiden door middel van speciale fotoreceptoren. Zo buigen ze zich bijvoorbeeld naar blauw licht in plaats van rood licht. Dit stelt planten in staat de seizoenen en dag/nachtcycli waar te nemen.
Evolutionaire Voordelen van Planten zintuigen
De ontwikkeling van geavanceerde zintuigen en communicatievaardigheden bij planten heeft vermoedelijk enorme evolutionaire voordelen geboden voor hun overleving. Doordat planten, in tegenstelling tot dieren, niet kunnen vluchten of verhuizen, is het van cruciaal belang dat ze uiterst gevoelig zijn voor subtiele omgevingsveranderingen en daarop adequaat kunnen reageren.
Vergelijking met Dierlijk Gedrag
Terwijl dieren zich van gevaarlijke situaties kunnen verwijderen door weg te vluchten of te migreren, moeten planten ter plekke overleven en zichzelf aanpassen aan extreme hitte, kou, droogte, overstromingen, insectenplagen en meer. Deze overlevingsstrategie vereist complexe genetische aanpassingen en fijngevoelige zintuigen om de constante stroom van omgevingssignalen op te pikken.
Aanpassing en Overlevingsstrategieën van Planten
Doordat planten letterlijk geworteld zijn in de grond, hangt hun hele bestaan af van de vaardigheid om extreme omstandigheden het hoofd te bieden en te gedijen onder suboptimale condities. Door nauwkeurige temperatuur-, licht-, vocht- en andere signalen waar te nemen, kunnen planten hun metabolisme, groei en voortplanting zodanig aanpassen dat ze blijven overleven en zich voortplanten. Deze opmerkelijke overlevingsstrategieën getuigen van de indrukwekkende complexiteit van planten.
Mechanisme van de Venus-vliegenvanger
Het klassieke voorbeeld van de venus-vliegenvanger illustreert niet alleen de tastzin van planten, maar ook een vorm van korte-termijn geheugen. De val sluit zich pas wanneer twee verschillende haartjes binnen 25 seconden worden aangeraakt, een tijdsspanne die verder gaat dan een simpele reactie op prikkels. Dit impliceert dat de plant een elektrisch “geheugenspoor” opbouwt.
Elektrisch Geheugen in Planten
Net als in ons menselijk brein waar elektrische potentialen zenuwsignalen coderen, werken planten met soortgelijke elektrische “potentialen” of ladingen. Bij aanraking van het eerste haartje bouwt de venus-vliegenvanger een zekere lading op die nog te laag is om de val te sluiten.
Pas bij aanraking van het tweede haartje binnen de “geheugentijd” ontstaat een voldoende hoge lading om de sluitreactie in gang te zetten. Dit elektrische geheugenmechanisme is verbazingwekkend vergelijkbaar met dierlijke zenuwtransmissie.
Mythes Over Planten en Muziek
Een populaire maar onbewezen mythe is dat planten van klassieke muziek “houden” en beter zouden groeien bij blootstelling hieraan. In werkelijkheid is er nauwelijks enig onderzoek dat deze claim ondersteunt. De paar studies die zijn uitgevoerd, suggereren eerder dat planten even goed reageerden op de muziekvoorkeuren van de onderzoekers zelf (?) los van het muziekgenre.
Actueel Onderzoek op Plantgehoor
In plaats van muziek te onderzoeken, is het vanuit evolutionair oogpunt logischer dat planten gevoelig zouden zijn voor de geluiden van bestuivende insecten zoals bijen en vlinders. Recent onderzoek heeft inderdaad aangetoond dat de avondprimula meer nectar met een hoger suikergehalte produceert bij blootstelling aan het geluid van insectenvleugels, maar niet reageert op niet-bestuivende insectengeluiden.
Evolutionaire Betekenis van Bestuiverswaarneming
Het selectief verhogen van de nectar-productie bij aanwezigheid van bestuivers geeft planten een duidelijk evolutionair voordeel. Er is immers geen reden om de energiekosten te maken voor extra nectar als er geen bestuivers in de buurt zijn om de bevruchting tot stand te brengen. Dit voorbeeld illustreert de vernuftige manieren waarop planten zintuigen zijn geëvolueerd als overlevingsmechanisme.
Conclusie
Na het bestuderen van de verbazingwekkende zintuigen en capaciteiten van planten, is het onmogelijk ze nog langer als primitieve, ondoordachte organismen te beschouwen. Integendeel, we moeten een diepe waardering ontwikkelen voor de complexe manieren waarop planten hun omgeving waarnemen en erop reageren om te overleven en zich voort te planten.
Hoewel de signalen voor ons menselijk oog vaak onzichtbaar zijn, reageren planten voortdurend op een enorme hoeveelheid informatie uit hun omgeving – van lichtcondities en geuren tot zwaartekracht, vochtigheid en temperatuur. Door deze vermogens te erkennen en verder te onderzoeken, kunnen we gaandeweg de indrukwekkende complexiteit en veerkracht van het plantenleven beter begrijpen en waarderen.
Geraadpleegde bronnen:
- Saxena, R., Edwards, D., & Varshney, R. (2014). Structural variations in plant genomes. Briefings in Functional Genomics, 13, 296 – 307. – Onderzoek naar structurele variaties in plantengenomen.
- Chen, F., Song, Y., Li, X., Chen, J., Mo, L., Zhang, X., Lin, Z., & Zhang, L. (2019). Genome sequences of horticultural plants: past, present, and future. Horticulture Research, 6. – Geschiedenis en toekomst van genoomsequenties in tuinbouwplanten.
- Bayer, P., Golicz, A., Scheben, A., Batley, J., & Edwards, D. (2020). Plant pan-genomes are the new reference. Nature Plants, 1-7. – Het concept van plant pan-genomen als nieuwe referentie.
Veelgestelde Vragen
Hoeveel genen delen planten en mensen?
Planten en mensen delen verrassend veel genen, wat wijst op een gedeelde evolutionaire oorsprong.
Kunnen planten echt licht zien?
Ja, planten hebben fotoreceptoren die verschillende golflengten van licht kunnen waarnemen, vergelijkbaar met hoe wij kleuren zien.
Hoe communiceren planten met elkaar?
Planten communiceren chemisch door signalen uit te wisselen via de lucht of het bodemnetwerk, wat hen helpt om bedreigingen zoals insectenaanvallen te detecteren.
Hebben planten een tastzin?
Ja, planten zoals de venus-vliegenvanger reageren op aanraking en hebben zelfs een vorm van kortetermijngeheugen.
Reageren planten op geluid?
Planten reageren niet op muziek, maar sommige planten verhogen de nectarproductie bij het geluid van bestuivende insecten zoals bijen.
